JPH06253138A

JPH06253138A - 入力色空間の入力色値を出力色空間の出力色値に変換するための方法、及び関連装置

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Publication number: JPH06253138A
Application number: JP6015585A
Authority: JP
Inventors: Kevin E Spaulding; エドワードスポールディングケビン; Ron Gershon; ガーションロン; James R Sullivan; アールサリバンジェームズ; Richard N Ellson; エヌエルソンリチャード
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1994-09-09
Also published as: EP0611230A1; DE69413575T2; US5539540A; DE69413575D1; EP0611230B1

Abstract

(57)【要約】【目的】飽和色のカラー再生特性を要求に応じて調節
できると同時に、無彩軸における所望のトーン再生が維
持できるように、入力色空間を出力色空間にマップする
ための方法を提供する。【構成】トーン変換と、複数の高彩度の色に対する変
換とを、独立して定めることにより達成される。無彩色
及び飽和色に対する特定の変換を境界値として、残りの
色に対する変換が形成される。好適な実施例において
は、変換を実施するために多次元参照テーブルが用いら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像形成シス
テムの色校正（color calibration ）及び色強化（colo
r enhancement ）の分野に関する。より詳細には、本発
明は、ある装置依存性の色空間を、別の装置依存性色空
間に変換する技術に関するものであり、この変換技術に
おいては、入力色空間の原色及びその他の飽和色の彩度
は維持される。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、米国特許出願「明示的な限定
を用いた機器間の色校正及び色強化方法（Method for c
ross-device color calibration and enhancement usin
g explicit constraints) 」（出願番号第０１７，０９
４号、１９９３年２月１２日出願）の関連出願である。

【０００３】カラーデジタル画像形成システムでは、一
連の画像形成における各ステップ（オリジナルシーン、
画像獲得、画像記憶、画像送信、ソフトディスプレイ、
ハードコピーディスプレイ、など）が通常、異なる装置
依存性色空間、及び異なる色域（color gamut ）を有す
る。色域という用語は、一般的に、システムのある特定
の段階において表させる、及び／または、表示される色
の領域を示すために用いられる。表示装置の色域が、画
像獲得装置の色域、及び／または、オリジナルの現実シ
ーンにおける色の色域と全く異なる場合もある。さら
に、ある装置に表示され得る色域は、別の装置の色域と
は実質的に異なる。例として、図１は、一般的なＲＧＢ
カラービデオモニタの色域を、カラープリンタ（コダッ
クＸＬ７７００カラープリンタ）と比較して示したもの
である。図は、ＣＩＥＬＡＢ色空間の明度値Ｌ^*＝５
０．０における色域の断面図を示している。２つの色域
が重なる領域は、２つの装置で生成される色を表す。１
方の曲線だけの内側領域は、１つの装置により生成で
き、他方の装置では生成できない色を表す。両方の曲線
の外側にあるカラー値はどちらの装置でも生成できな
い。この例では、ビデオモニタは、この明度レベルにお
いてはサーマルプリンタに比べ飽和した青をより多く生
成でき、一方サーマルプリンタは、飽和したイエローを
より生成できることがわかる。

【０００４】多くの応用では、ある特定の装置の色空間
に存在するカラー画像データを捕らえ、それを異なる装
置の色空間へ変換する必要がある。異なる装置において
は色空間及び色域が異なるために、このプロセスにはに
いくつかの問題が生じる。第一に、色校正の問題であ
る。つまり、１つの装置に対し色を特定して、それが別
の装置の色に一致するわけではないということである。
例えば、ビデオモニタに表示された画像を、同じ知覚的
カラー再生（perceived color reproduction）でプリン
トしたい場合がある。これは、本質的に、ある装置依存
性の色空間から別の装置依存性色空間に変換するという
問題である。上記の例は、モニタのＲＧＢ空間からプリ
ンタのＣＭＹ（Ｋ）空間への変換に関するものである。
画像の色のすべてが、２つの色域の重複領域にあれば、
この場合の変換は比較的簡単であり、多次元参照用テー
ブル（multi-dimensional look-up-tables）などの技術
を用いて行うことができる（Ｗ．Ｆ．シュレイバー、
“カラー再生システム”米国特許第４，５００，９１９
号、１９８５年２月１９日発行参照）。

【０００５】しかしながら、入力色空間内の色のうち、
出力色空間の色域外に存在する色がある場合、問題は複
雑になる。ここで問題となるのは、色域外の色をどう処
理するかということである。この問題を処理するための
方法がこれまでにいくつか提案されてきている。一般的
なアプローチとしては、色域外の色の色相角度及び明度
を維持しながら、その彩度を色域の境界にクリップ（cl
ip）する、または、色域を圧縮して入力画像の色を出力
色域内に納める方法がある（例えば、Ｒ．Ｓ．ジェンタ
イル、Ｅ．ワロウィット、Ｊ．Ｐ．アールバック、“色
域ミスマッチ補償技術の比較”Ｊ．ＩｍａｇｉｎｇＴ
ｅｃｈｎｏｌ．１６巻、１７６―１８１ページ（１９９
０年）掲載参照）。図２及び図３は、ビデオＲＧＢ画像
をカラープリンタ（コダックＸＬ７７００サーマルプリ
ンタ）にプリントするために、彩度を色域境界にクリッ
プすることにより生じるカラーエラー（color error ）
を示している。図２は、Ｌ^*（明度）値６５におけるＣ
ＩＥＬＡＢ空間の水平面を示す。図３は、色相角度３３
０°におけるＣＩＥＬＡＢ空間の垂直面を示す。（この
色相角度においては、緑は左に、マゼンタは右に位置す
る。）ベクトルの尾部はビデオモニタの入力カラーを示
し、（ダイヤモンドマークを有する）ベクトルの頭部
は、プリンタによって生成される色を示す。モニターと
プリンタの色域境界もこのグラフに示されている。この
例の場合、ＣＩＥＬＡＢ色値の計算のための白色点（wh
ite point ）は、モニターに対してＲ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５
ポイントとされ（白色点はＤ６５に対し色平衡化され
る）、プリンタに対してはＤ６５発光体を伴うペーパー
ホワイト（paper white with the D65 illuminant ）と
される。図２及び図３から、２つの色域の重複領域にあ
る色は、同じＣＩＥＬＡＢ座標で、装置の量子化限定内
に再生されることがわかる。プリンタの色域外の色は色
域境界にクリップされ、色相角度と明度は維持される。
写真のシーンなど、ある種の画像には、色域外色はごく
わずかしか含まれない。このため、これらの画像に適用
した場合は、この彩度クリッピング方法はかなり満足で
きる結果をもたらす。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンピ
ュータ生成表示グラフィックス（computer generatated
presentation graphics）などの画像の場合、出力色域
外の色がかなりの割合で存在する。これは、パイ図表
（円グラフ）などの多くの種類のグラフィックにおいて
飽和色が非常に目だつ（appealing ）ためである。これ
らの画像に対しては、彩度をクリップしたり、あるいは
色域を圧縮する方法を用いたとしても、結果としての画
像は彩度（飽和度）が際だって低くなる（つまり、色が
淡く、弱く見える）ことから受け入れ難い結果を招くこ
とになる。その結果、入力色の色域を出力色空間に変換
するための別の技術が要求される。このプロセスは通
常、単にある装置と別の装置の色を一致させるというよ
りは、画像の色修正に関するため、「カラーエンハンス
メント（色強化）」の範躊に分類される。

【０００７】異なる装置ではその色域の形が一致しない
主な理由には、装置の原色の違いが関係する。例えば、
（シアンとマゼンタの色素を重ねて生成される）プリン
タの青「原色」は、ビデオモニタの青蛍光体とは、全く
異なる明度、彩度さらには色相をも有することがある。
ここでは、「原色」という用語は、広い意味で用いら
れ、カラー装置の原色の２色の組み合わせも、単一のカ
ラー装置の原色（singlecolor device primaries ）と
同様に含む。ビデオモニタの場合、原色は、レッド
（赤）、グリーン（緑）、ブルー（青）の単一蛍光色、
及び、２つの蛍光色の組み合わせであるシアン（グリー
ン＋ブルー）、マゼンタ（レッド＋ブルー）、イエロー
（レッド＋グリーン）である。サーマルプリンタなどの
減法混色装置（subtractive color device）の場合は、
原色は、シアン、マゼンタ、イエローの色素、及び、２
つの色素の組み合わせである赤（マゼンタ＋イエロ
ー）、緑（シアン＋イエロー）、青（シアン＋マゼン
タ）とされる。

【０００８】色域ミスマッチの問題を解決するための１
つのアプローチとしては、入力装置の原色が出力装置の
原色に変換されるように、色をマップしなおす（ｒｅｍ
ａｐ）という方法がある。これにより、色相、及び／ま
たは、明度がわずかに異なるとしても、第１の装置の飽
和色が、最大限の彩度で第２装置に再生されることが保
証される。これを達成するための従来のアプローチで
は、第２装置の色素量を第１装置の対応する色素の単純
な関数にする。例えば、プリンタのシアンをモニターカ
ラーの赤成分の関数にする。図４はこれを示したもので
ある。実際には、この関数依存関係は、通常３つの１次
元参照テーブルを用いて実施される。変換関数の実際の
形式が特定され、ある程度のトーンスケール訂正が行わ
れる。変換関数の形式の一例をあげると、

【数１】ここで、γは、イメージコントラストを調節するために
用いられるパラメータである。このアプローチに対応す
るカラーエラーマップが図５及び図６に示される。既に
説明したように、飽和度に達したモニターカラーは飽和
度に達したプリンタカラーに変換されていることがわか
る。実際に、このアプローチは、第１装置の色域を第２
装置の色域に正確に変換する。しかしながら、このアプ
ローチには、色変換を調節できる有効な自由度がわずか
しかないという欠点がある。一般的に、シアン色素の量
を決定する関数が変化すると、色域全体内の色が影響を
受けてしまう。従って、例えば、青色の再生に影響を与
えずに緑色のトーン再生を変化させることは不可能であ
る。そのため、このアプローチは、より多くの飽和色に
より画像生成できるという好ましい結果は有するが、色
空間のすべての部分に対する最適な変換を行うことがで
きない。マトリックスなどを用いてカラーチャネル間の
相互作用を付加することにより、このシステムの自由度
をより大きくできる（例えば、ロバートＰ．コレッ
ト、“電子的に生成された入力イメージを用いたプリン
タのカラー及びトーンスケール校正システム”米国特許
第５，０８１，５２９号、１９９２年１月１４日参照）
が、このアプローチを用いても、高い融通性を持ちつつ
カラー再生の補正を部分的に行うことは依然として不可
能である。

【０００９】より強力なアプローチは、入力色空間の座
標を出力空間の座標に変換する多次元色変換関数を生成
するものである。ここでは、プリンタのシアン色素の量
が入力装置のすべてのカラーチャネルの関数になる。こ
のようなアプローチには、他の色に影響することなく特
定の色の状態（appearance）を調節する“ノブ（knobs
）”を有することができるという利点がある。さら
に、適用される補正の量を制御することも可能である。

【００１０】本発明は、カラー再生の部分的な調節を可
能にする融通性を加え、入力装置の飽和色が出力装置の
飽和色に変換されるように、入力色空間の色を出力色空
間の色に変換する、色変換関数を形成するための方法を
提供する。このように、本発明は、３つの１次元テーブ
ルを用いて色の彩度を最大にするという上記のアプロー
チの利点を活かすと同時に、デジタル画像形成システム
に固有の融通性を利用するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、飽
和色のカラー再生特性が（画一的でなく）要求に応じて
調節できると同時に、所望の無彩軸上トーン再生を維持
できるような方法で、入力装置依存性色空間を出力装置
依存性色空間に変換するための方法を提供する。本発明
の好適な実施例により、入力装置の６原色の色相、彩
度、及び明度を各色ごとに調節するための１８の調節可
能パラメータが与えられる。また、より多くのコントロ
ールカラーを含むことにより、または、相関性（functi
onality ）を一般化することにより、自由度がさらに付
加される。本発明による方法は、一連の１次元参照テー
ブル、及び／または、マトリックスを利用した従来のア
プローチに比べ、融通性が増加するという利点を有す
る。より詳細には、本発明の好適な方法は、入力色空間
の入力色値を出力色空間の出力色値に変換するための方
法であり、次のステップから成る。

【００１２】ａ）無彩色の入力色値に対する変換（トラ
ンスフォーム）を形成するステップｂ）高度に飽和度に達した（彩度の高い）複数の入力色
値の変換を形成するステップｃ）ステップａ）で形成された、無彩色の入力色値の変
換と、ステップｂ）で形成された、彩度の高い入力色値
の変換を境界値として用いて、残りの色の変換を形成す
るステップｄ）ステップａ）、ｂ）、ｃ）において形成された変換
を用いて、入力色空間の入力カラー値を出力色空間の出
力カラー値に変換するステップ上記の記述により、本発明の主要目的は、ある装置依存
性色空間を別の装置依存性色空間に変換すると同時に、
この別の装置依存性色空間の原色及びその他の飽和色の
彩度を維持するための方法を提供することであることが
理解される。

【００１３】本発明の別の目的は、入力カラー装置を出
力カラー装置に連結させ、改良された色出力を供給する
ことである。

【００１４】本発明のさらに別の目的は、入力装置の色
域から、出力装置により再生可能な色域への変換を向上
させるための方法を供給することである。

【００１５】本発明の上記及びその他の目的は、後述す
る説明及び図面に関連させて考慮されれば、より明白に
なる。図面においては、同一符号は同一部分を示す。

【００１６】

【実施例】図７について説明する。ＣＲＴ（陰極線管）
画像表示装置を含むコンピュータなどの入力装置７０
は、表示された画像の赤、緑、青の要素を表す色値を供
給する。供給された色値は、プロセッサ７２により、本
発明のステップに従って処理され、変換された出力色値
であるシアン、マゼンタ、イエローを供給する。これに
より、サーマルプリンタ（コダックＸＬ７７００）など
の出力装置７４は、ユーザの所望する画像を再生するこ
とができる。

【００１７】図８について説明する。一般化された環境
においては、入力カラーイメージデータは、ＡＢＣで表
されるマルチチャネル装置依存性入力色空間（multi-ch
annel device-dependent input color space）に存在す
る。ここで、ＡＢＣは、ＲＧＢ（赤、緑、青）、ＣＭＹ
（シアン、マゼンタ、イエロー）、ＣＭＹＫ（シアン、
マゼンタ、イエロー、ブラック）などを表す。そのカラ
ーイメージはＤＥＦで示される出力色空間を有する第２
装置にカラー画像を表示するのが望ましい。ＤＥＦもま
た、ＲＧＢ、ＣＭＹ、ＣＭＹＫを表す。一般的に、各出
力色値は、すべての入力色値の関数となる。このことが
次の関数式により示される。

【００１８】

【数２】色変換関数ｆ_D、ｆ_E、ｆ_Fは、多次元参照テーブルを
用いて（参照テーブル間の補間を行い、または補間せず
に）求められる。本発明の目的は、入力色空間の飽和色
を、出力色空間の飽和色として再生できるように、これ
らの色変換関数を定めることである。さらに、本発明の
目的は、異なる色空間の領域に対して、独立して色再生
を調節する融通性を得られるべく、色変換関数を定める
ことである。

【００１９】図４は、図８に示された一般化された色変
換関数の部分集合である、１組の色変換関数の集合を示
している。この場合、各カラーチャネルに対する出力色
値は、入力色空間の対応するカラーチャネルの入力色値
だけに関する関数である。このアプローチでは、入力色
空間の最も飽和度の高い色は、当然、出力色空間の最も
飽和度の高い色に変換される。これは、入力色空間の原
色が、出力色空間の原色に変換されるためである。「原
色」という用語は、ここでは、単色、及び、装置の基本
蛍光体または色素のうち１色、およびそれらの２色の組
合わせである、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン
（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）を表すために
用いられる。しかしながら、各出力色値は、一つの入力
色値だけに関する関数なので、このアプローチでは、シ
ステムのカラー再生特性を調節できる融通性がごくわず
かしか得られない。一般的に、色変換関数のうちの１つ
を変化させると、色量全体のカラー再生に影響を与えて
しまう。従って、例えば緑色の色相を変えずに、赤色の
色相を変えることは不可能である。本発明では、このア
プローチの望ましい効果（つまり、飽和度に達した入力
色の彩度を維持する効果）を獲得すると同時に、さら
に、カラー再生特性における部分的変化を可能にするた
めの融通性を加えた。特に、一連の飽和色の色値のカラ
ー再生と同様に、無彩色（neutral colors）のトーン再
生をも明確にした。これらを境界値として用いて、残り
の色値に対する一般化された色変換を形成する。なおこ
こで、無彩色には、白、灰、黒色の他に非常に淡い色も
含まれるものとする。

【００２０】図９は、本発明の一実施例を示したもので
ある。まず、入力色空間に特定された装置依存性入力色
値Ａ、Ｂ、Ｃは、入力装置モデル８０を用いて、ある装
置非依存性(device-independent)色空間の装置非依存性
色値に変換される。入力装置モデル８０は、物理的な装
置モデル、または多次元参照テーブルである。装置非依
存性色空間は、ＣＩＥＬＡＢなどの、知覚的に均一な色
空間が望ましい。次に、装置非依存性入力色値は、色変
換関数８２を用いて、出力装置上に表示されるべき装置
非依存性出力色値に変換される。装置非依存性出力色値
は、次いで、出力装置モデル８４を用いて、装置依存性
出力色空間に変換され、出力装置装置７４に表示または
プリントされる。入力装置モデルと同様に、出力装置モ
デルも、物理的装置モデル、多次元参照テーブルのいず
れでもよい。本発明の好適な実施例は、ＲＧＢビデオモ
ニタに表示されたカラー画像を、ＣＭＹ（Ｋ）カラープ
リンタにプリントできる画像に変換することに関するも
のである。しかしながら、本発明においてもまた、色変
換に関するその他の些細な問題が生じることは明らかで
ある。また、特定の実施においては、上述のステップの
うち、１つのステップに統合することができるものもあ
る。例えば、色変換関数８２と出力装置モデル８４は図
１０に示されるように統合してもよいし、また、図１１
に示すように、入力装置モデル８０も含めてこの３つを
すべて統合してもよい。これらの機能が統合されると、
多次元参照テーブルが形成され、入力値の関数としての
出力値が記憶される。

【００２１】次に示すのは、入力色空間の入力色値を出
力色空間の出力色値に変換する方法における好適なステ
ップ順序で、それらのステップは以下のステップから成
る。

【００２２】ａ）無彩色の入力色値に対する変換（トラ
ンスフォーム）を形成するｂ）高度に飽和度に達した複数の入力色値に対する変換
を形成するｃ）ステップａ）で形成された無彩色の入力色値の変換
と、ステップｂ）で形成された高度に飽和度に達した入
力色値の変換を境界値として用いて、残りの色の変換値
を形成するｄ）ステップａ）、ｂ）、ｃ）において形成された変換
を用いて、入力色空間の入力色値を出力色空間の出力色
値に変換する。

【００２３】図１２のフローチャートについて説明す
る。入力及び出力色空間のモデル１００及び１０２は、
入力色空間９６及び出力色空間９８に対しそれぞれ形成
され、入力及び出力色値を標準色空間に関連させる。１
０４において、無彩色の入力色値は入力色空間から抽出
される。１０６において、複数の彩度の高い入力色値が
入力色空間から抽出される。１０８と１１０において、
１０４、１０６によって抽出された入力色値の所望の出
力色値への変換をそれぞれ形成する。１１２において、
境界値としての１０８、１１０の変換、及び入力、出力
色空間１００、１０２のモデルを用いて、残りの入力色
値から変換１１４を形成する。

【００２４】１３図は、２つの異なる画像形成装置の６
原色のカラー座標を示す。具体的には、例示される２つ
の装置は、一般的なＲＧＢビデオモニタとプリンタ（コ
ダックＸＬ７７００色素昇華（dye sublimation ）サー
マルプリンタ）である。図から、２つの装置の原色に
は、色相及び彩度に実質的な差があることがわかる。さ
らに明度の差もあるが、これについては後に説明する。
入力装置の飽和色を、出力装置の飽和色に変換するため
には、入力装置の原色を、出力装置の原色に、または出
力装置の原色に近づけて、変換するのが望ましい。図１
４は、入力装置の原色の色相角度の関数としての、出力
装置の原色の（正のａ＊軸に対する）色相角度を示した
ものである。同様に、図１５の実線は、各原色に対する
入力及び出力色相角度の差を示すものである。入力の原
色を出力の原色に変換するためには、この差により示さ
れる色相角度のずれを、入力色値に対して与えることに
より修正しなければならない。すなわち、逆に言えば、
モニタの入力色値に対して１００％の補正を行った結果
が図１５の実線グラフであると考えることもできる。色
相角度が各入力原色の色相角度の間にある入力色の場
合、その色相角度のずれは、直線補間、またはその他の
補間技術を用いて、各入力原色の間で補間できる。この
ような一般的色変換方法を利用することにより、中間レ
ベルの補正を、完全な補正と同様に簡単に行うことがで
きるという利点がある。例えば、入力原色の色相角度
を、出力原色の色相角度に半分だけずらすことが可能に
なる。これが点線で図１５に示されている。さらに、他
の色の色相に影響を与えずに、１つの原色の色相のずれ
を調節することも可能である。例えば、図１５の鎖線
は、シアンの色相角度に対する２５％の補正とその他の
原色に対する５０％の補正を示している。原色に対する
色相角度のずれをノブとして用いることにより、色相を
調節するための自由度として、本質的に６自由度を有す
ることができる。追加される入力色相角度に対する色相
角度のずれを特定することにより、または、連続な関数
を特定することによっても、さらに自由度を追加するこ
とができる。通常、この色相調節ステップは次の関数関
係により表すことができる。

【００２５】

【数３】ここで、θinとθout はそれぞれ入力及び出力の色相角
度、Δθ（θin）は入力色相角度の関数としての色相の
ずれである。入力原色に対する色相ずれを特定する場
合、色（３）は、次のように表される：

【数４】ここで、θp は入力色空間の原色の色相角度を含むベク
トル、Δθp は各原色に対する特定された色相角度のず
れを含むベクトル、ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｅ（）は、入
力原色の色相角度θp によって特定される色相角度のず
れΔθp の間を補間することにより、色相角度のずれを
返す補間関数である。補間関数は、例えば直線補間、３
次スプライン補間、またはその他の補間技術を示す。最
も一般的な式（３）式は、出力色相角度が、入力色相角
度だけでなく、入力明度及び彩度の関数でもある形式で
ある。

【００２６】

【数５】例えば、非飽和色にはわずかな色相ずれ修正を適用する
か、または色相ずれ修正全く適用せずに、色域重複領域
の中央の測色的再生を維持し、彩度の高い色にはより大
幅な色相ずれの修正を適用することが望ましい。さら
に、色相角度のずれ量を入力明度の関数にすることも望
ましい。

【００２７】原色の色相角度間の差に加えて、入力及び
出力装置の色には彩度及び明度の値にも差がある。これ
が、図１３と同じ例を用いて図１６に示されている。図
により、各原色に対する彩度及び明度にはかなりの差が
あることがわかる。入力色空間の最も彩度の高い色を、
出力色空間の最も彩度の高い色に変換するために、入力
原色の彩度及び明度は、一般的に、出力原色の彩度及び
明度に、または、これに近づけて変換されなければなら
ない。また、色空間における色の連続性を保持するため
に、彩度の低い色は適宜移動され、滑らかなカラーグラ
デーションを維持しなければならない。

【００２８】図１７は、１原色に対応するある特定の色
相角度における明度及び彩度値のグリッド（格子）であ
る。実曲線は、この色相角度における、仮定上の入力装
置の色域境界を示す。原色の実際の色は、色域境界上の
最も彩度の高い点に対応する。さらにこの図には、同じ
原色に対応する、この色相角度における仮定上の出力装
置の色域境界が示されている。この場合、出力原色は、
入力原色より低い彩度、及び明度を有する。したがっ
て、最高彩度の入力色を最高彩度の出力色に変換するた
めには、ある種の彩度圧縮、及び飽和色の明度低減を導
入する必要がある。しかしながら、無彩軸のトーン再生
を変えることは望ましくない。（無彩色に対する明度再
生変化は、通常、色変換に先立ち行われる。）所望の色
変換を達成するための１つの方法は、彩度を均一に圧縮
して、図１８に示されるような明度のせん断変形（shea
r ）を導入する方法である。この方法によれば、無彩軸
の明度値は変化していない。原色の近傍では、明度は、
原色の下部で圧縮され、上部で拡大されている。この明
度の変化は、無彩軸に近づくにつれ小さくなる。明度及
び彩度の差量は各原色によって異なるので、彩度の圧縮
（または拡大）、及び明度のせん断変形量も、各原色に
より当然異なってくる。色相角度のずれ修正と同様に、
明度及び彩度の変化量も、入力原色を出力原色に完全に
変換するために選択することができる。または、より少
量（あるいは、より多量）の補正量を指定することもで
きる。さらに、補正は各原色ごとに独立して特定するこ
とができる。原色に対して中間の色相角度の色に対して
は、補間を用いて適当な明度及び彩度の変化量を決定す
ることができる。色変換プロセスを行った後に、すべて
の入力色が、出力色域内の出力色に変換されているとい
う保証はない。これも図１８により示されている。すな
わち、入力色域内部のいくつかの格子点（グリッドポイ
ント）は、彩度及び明度の補正が行われた後でも出力色
域の外に残っている。このような結果は、特に、完全な
補正のうちの断片部分だけが用いられた場合にみられ
る。そのような場合には、図２及び図３で用いたような
技術を用いて、クリッピングを行い、出力色域外の色を
色域内に取り込む必要がある。

【００２９】一般的に、彩度補正は入力色値の関数であ
る。

【００３０】

【数６】図１８に示される特定の実施の場合、この関係は次のよ
うに示される

【数７】ここで、ΔＣ^* _pは、入力原色の各々に対して特定され
た彩度差を含むベクトルであり、次の数量

【数８】は、本質的に、その色相角度における最大入力彩度に対
する入力彩度の割合である。式（８）において、Ｃ^* _p
は、各入力原色の彩度のベクトルである。

【００３１】同様に、明度補正も、通常、入力色値の関
数として表される。

【００３２】

【数９】図１８に示される実施の場合、出力明度値は次のように
求められる。

【００３３】

【数１０】ここで、ΔＬ^* _pは、各入力原色に対して特定された明
度のずれを含むベクトルであり、ｆＣ^*は、式（８）に
よって求めらる。数量ｆＬ^*は、次のように求められ
る。

【００３４】

【数１１】ここで、

【数１２】Ｌ^* _pは、入力原色の明度を含むベクトルである。

【００３５】入力原色を出力原色に完全に変換する場合
に、このアプローチを用いて得られた色変換を示すカラ
ーエラーマップが、図１９及び図２０に示される。色相
の回転は、図１９の「渦」により示される。明度及び彩
度の歪みは、図２０に明白に見られる。最も彩度の高い
入力色が最も彩度の高い出力色に確実に移動しており、
（変換関数の適用に先立ち、入力色値に導入された、入
力ブラックポイントを出力ブラックポイントに変換する
ためのＬ^*値の全体的な圧縮を除き）無彩軸は変化して
いないことが明らかである。図２１、２２には、５０％
の補正を行った場合の同様の図が示される。同図のカラ
ーシフトは、図１９、２０のカラーシフトと、図２、３
に示された測色的変換との、実質的に中間点にあること
わかる。

【００３６】図１９から図２２に示される前述の例にお
いては、すべての「ノブ（knob）」はまとめて調節され
たが、本発明の好適な実施例においては、６色の原色の
各々に対する色相、彩度、明度のずれが別々に調節で
き、１８自由度を得ることができる。各原色を別々に調
節できるために、色空間の１つの領域を、他の領域に影
響を与えることなく変えることができる。これは、図４
に示される従来のアプローチに対し、重大な利点とな
る。例えば、出力装置のイエロー原色が、入力装置のイ
エロー原色よりオレンジであれば、「カラーネーム(col
or name)」を変化させない方法でカラーシフトを調節す
ることが望ましい。また、出力装置のブルー原色が所望
の色より暗ければ、このブルー原色の明度のずれを調節
し、彩度と明度の間の最適な折衷案（compromise）を生
成することができる。上述のように、中間の色相角度に
対する制御点（control point ）を指定することによ
り、または、式（５）、（６）、（９）で求められたも
のより一般化された関数を用いて色の変化をより部分的
にできるようにして、さらに自由度を付加することがで
きる。

【００３７】ある種の色変換関数を必要とするのは、主
として彩度の高い色であるため、入力及び出力色域の重
複領域の中心近くに存在する非飽和色に対しては、測色
的再生を維持することが通常望ましい。図１９から図２
２に示された例は、測色的再生が無彩軸上の色に対して
のみ維持されていることを示している。無彩軸に極めて
近い色の色相、彩度、及び明度は、カラーシフトの直線
的な漸減特性により、これに比例して変化する。この効
果は、２次関数などの、他の漸減の形を用いるだけで修
正することができる。例えば、式（４）、（７）、（１
０）の色変換関数を修正して、その補正項に別の係数ｆ
Ｃ^*を含ませることができる。

【００３８】

【数１３】

【数１４】

【数１５】これは、低い彩度値の色に対する色変化の量を縮小する
効果を有する。図２３及び２４は、このアプローチに対
応するカラーエラーマップを示したものであり、各原色
に対する色相、彩度、明度の変化は独立して調節されて
いる。この例では、無彩軸近傍の色のカラーシフトが、
直線的漸減の例におけるカラーシフトに比べはるかに小
さいのがわかる。

【００３９】本発明の上述の多様な色変換方法は、本発
明の方法ステップを行うデジタルプロセッサにより入力
色値を処理し、画像の入力色の各々に対する適切な出力
色を供給することにより、あるいは、色変換関数を用い
て多次元参照テーブルを形成し、それを用いて画像を処
理することにより、実施することができる。好適な実施
法は、有効な処理スピード及び特定の応用に必要なハー
ドウェア要件により決定される。

【００４０】図２５では、ＲＧＢ入力色空間１０が３つ
の部分に分割されている。部分集合１２は最も彩度の高
い色値の集合体である。部分集合１６は、写真のシーン
に一般的に見られる、相対的に非飽和の色値の集合であ
る。色強化技術は部分集合１２に対して行われ、入力色
が、出力色空間の飽和色にマップされる。入力色を出力
色に測色的にマップする戦略は、部分集合１６に対して
行われる。部分集合１４を形成する残りの色は、部分集
合１２と１６の間の連続性を維持するようにマップされ
る。

【００４１】表１は、ＣＩＥＬＡＢ入力色空間からＣＭ
Ｙ出力色空間への変換用の３次元参照テーブルのＰＯＳ
ＴＳＣＲＩＰＴレベル２インプリメンテーションのため
の演色(color rendering) 辞書である。このテーブルは
本発明の方法を用いて組み立てられたもので、図１２の
変換１１４に対応する。記載を簡略化するために、多数
の参照テーブル及び補間テーブルのエントリーが省略さ
れていることを理解されたい。省略されたエントリーの
位置を示すために省略記号(ellipses)が用いられてい
る。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力装置の飽和色が出力装置の飽和色に変換される。こ
の変換の際に入力色空間と出力色空間とで無彩色のトー
ン再生が維持される。また、変換時においてカラー再生
特性の部分的調節を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】明度Ｌ^*＝５０．０における、一般的なビデオ
モニタとサーマルプリンタ（コダックＸＬ７７００）の
色域間の差を示した図である。

【図２】明度Ｌ^*＝６５．０における従来の測色的変換
を用いた、入力ビデオモニタの色域内色のプリンタ（コ
ダックＸＬ７７００）の色域の色への変換を示す図であ
る。

【図３】色相角度３３０゜における、従来の測色的変換
を用いた、入力ビデオモニタの色域の色の、プリンタ
（コダックＸＬ７７００）の色域の色への変換を示す図
である。

【図４】３つの１次元変換関数を用いて入力色空間ＲＧ
Ｂから出力色空間ＣＭＹに変換するための、従来の色変
換アルゴリズムを示すブロック図である。

【図５】明度Ｌ^*＝６５．０において、γ＝０．４５
で、式（１）の１次元関数を用いた、入力ビデオモニタ
色域の色のプリンタ（コダックＸＬ７７００）の色域の
色への変換を示す図である。

【図６】色相角度３３０゜において、γ＝０．４５で、
式（１）の１次元関数を用いた、入力ビデオモニタ色域
の色のプリンタ（コダックＸＬ７７００）の色域の色へ
の変換を示す図である。

【図７】出力色値が入力色値すべての関数となる、特定
の色変換アルゴリズムのブロック図である。

【図８】出力色値が入力色値すべての関数となる、一般
的な色変換アルゴリズムのブロック図である。

【図９】色変換プロセスの典型的なステップ順序を示す
ブロック図である。

【図１０】色変換プロセスの複数のステップの部分的集
合が１つのステップに統合される状態を示すブロック図
である。

【図１１】色変換プロセスの全ステップが１つのステッ
プに統合される状態を示すブロック図である。

【図１２】本発明の色変換方法を示すフローチャートで
ある。

【図１３】ＲＧＢビデオモニタとプリンタ（コダックＸ
Ｌ７７００）のＣＩＥＬＡＢ色空間のａ^*、ｂ^*値を比
較したグラフである。

【図１４】出力装置（コダックＸＬ７７００プリンタ）
の原色の色相角度を、入力装置（ＲＧＢビデオモニタ）
の原色の色相角度の関数として示したグラフである。

【図１５】出力装置（コダックＸＬ７７００プリンタ）
と入力装置（ＲＧＢビデオモニタ）の色相角度の差を、
各原色の入力色相角度の関数として示したグラフであ
る。

【図１６】ＲＧＢビデオモニタとプリンタ（コダックＸ
Ｌ７７００）の原色の明度及び彩度の差を示したグラフ
である。

【図１７】ある入力原色に対応する色相角度における、
明度及び彩度値の格子を示した図である。

【図１８】図１５の入力原色を出力原色に変換するため
に必要な彩度圧縮及び明度せん断変形を示した図であ
る。

【図１９】明度Ｌ^*＝６５．０において、入力原色を出
力原色に変換する色変換関数を用いて、入力ビデオモニ
タ色域の色をプリンタ（ＸＬ７７００）色域の色へ変換
した状態を示した図である。

【図２０】色相角度３３０゜において、入力原色を出力
原色に変換する色変換関数を用いて、入力ビデオモニタ
色域の色をプリンタ（ＸＬ７７００）色域の色に変換し
た状態を示した図である。

【図２１】Ｌ^*＝６５．０の明度において、入力原色を
中間点まで出力原色に変換する色変換関数を用いて、入
力ビデオモニタ色域の色をプリンタ（ＸＬ７７００）色
域の色に変換した状態を示した図である。

【図２２】色相角度３３０゜において、入力原色を中間
点まで出力原色に変換する色変換関数を用いて、入力ビ
デオモニタ色域の色をプリンタ（ＸＬ７７００）色域の
色に変換した状態を示した図である。

【図２３】Ｌ^*＝６５．０の明度において、２次関数的
漸減特性を有する従来の色変換関数を用いて、入力ビデ
オモニタ色域の色をプリンタ（ＸＬ７７００）色域の色
に変換した状態を示した図である。

【図２４】色相角度３３０゜において、２次関数的漸減
特性を有する従来の色変換関数を用いて、入力ビデオモ
ニタ色域の色をのプリンタ（ＸＬ７７００）色域の色に
変換した状態を示した図である。

【図２５】３つの部分に分けられた入力ＲＧＢ色空間の
切欠き斜視図である。

【符号の説明】

７０入力装置７２プロセッサ７４出力装置８０入力装置モデル８２色変換関数８４出力装置モデル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジェームズアールサリバンアメリカ合衆国ニューヨーク州スペンサーポートウェブスターロード 64 (72)発明者リチャードエヌエルソンアメリカ合衆国ニューヨーク州ロチェスターラティモアロード 61

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力色空間の入力色値を出力色空間の出
力色値に変換する方法であって、ａ）無彩色の入力色値に対する変換を形成するステップ
と、ｂ）彩度の高い複数の入力色値に対する変換を形成する
ステップと、ｃ）ステップａ）で形成された無彩色の入力色値の変換
と、ステップｂ）で形成された彩度の高い入力色値の変
換とを境界値として用いて、残りの色に対する変換を形
成するステップと、ｄ）ステップａ）、ｂ）およびｃ）で形成された変換を
用いて、入力色空間の入力色値を出力色空間の出力色値
に変換するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】入力色空間が装置依存性色空間であるこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】出力色空間が装置依存性色空間であるこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】ステップａ）が、入力色空間の無彩色の
入力色値を装置非依存性色空間において同値の明度を有
する出力色空間の出力色値に変換すること含む、請求項
１記載の方法。
【請求項５】ステップａ）が、入力色空間の無彩色の
入力色値を明度値に対する特定のトーン再生曲線を組み
込んだ出力色空間の出力色値に変換することを含む、請
求項１記載の方法。
【請求項６】ステップｂ）が、彩度の高い入力色値を
ユーザーの定めた出力色値に変換することを含む、請求
項１記載の方法。
【請求項７】ステップｃ）において形成された前記残
りの色に対する変換は、彩度の高い入力色値の変換と無
彩色の入力色値の変換の間の補間ステップをさらに含
む、請求項１記載の方法。
【請求項８】ステップｄ）が、ステップｃ）において
形成された変換を組み込んだ参照テーブルを生成するス
テップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】装置依存性入力色空間の入力色値を、装
置依存性出力色空間の出力色値に変換する方法であっ
て、ａ）無彩色の入力色値に対する変換を形成するステップ
と、ｂ）彩度の高い複数の入力色値に対する変換を形成する
ステップと、ｃ）ステップａ）で形成された無彩色の入力色値の変換
と、ステップｂ）で形成された彩度の高い入力色値の変
換とを境界値として用いて、残りの色に対する変換を形
成するステップと、ｄ）ステップａ）、ｂ）およびｃ）で形成された変換を
用いて、装置依存性入力色空間の入力色値を装置依存性
出力色空間の出力色値に変換するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】入力装置依存性色空間が、赤、緑およ
び青の色空間である、請求項９記載の方法。
【請求項１１】出力装置依存性色空間が、シアン、マ
ゼンタおよびイエローの色空間、または、シアン、マゼ
ンタ、イエローおよびブラックの色空間である、請求項
９記載の方法。
【請求項１２】ステップｂ）における彩度の高い入力
色値は入力装置の原色である請求項９記載の装置。
【請求項１３】入力装置の原色が、赤、緑、青、シア
ン、マゼンタおよびイエローであり、それら原色は前記
入力装置の色素のうちの１つあるいは２つの組み合わせ
により形成されることを特徴とする、請求項１２記載の
方法。
【請求項１４】入力装置の原色は、出力装置の対応す
る原色に変換される、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】入力装置および出力装置の原色が、
赤、緑、青、シアン、マゼンタおよびイエローであり、
それらの原色は、各装置の色素のうちの１つあるいは２
つの組み合わせにより形成されることを特徴とする、請
求項１４記載の方法。
【請求項１６】入力装置の原色は、出力装置の、ユー
ザーの定めた色に変換される、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】ステップｃ）において形成された、前
記残りの色の変換は、彩度の高い入力色値の変換と無彩
色の入力色値の変換の間の補間ステップをさらに含む、
請求項９記載の方法。
【請求項１８】ステップｄ）は、ステップｃ）におい
て形成された変換を組み込んだ参照テーブルを生成する
ステップを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１９】入力色空間の入力色値を、出力色空間
の出力色値に変換する装置であって、ａ）無彩色の入力色値に対する第１変換を形成する手段
と、ｂ）彩度の高い複数の入力色値に対する第２変換を形成
する手段と、ｃ）無彩色の入力色値に対する前記第１変換と、彩度の
高い入力色値に対する前記第２変換とを境界値として用
いて、残りの色に対する第３変換をを形成する手段と、ｄ）前記第１、第２及び第３の変換を用いて、入力色空
間の入力色値を出力色空間の出力色値に変換する手段
と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】入力色空間の入力色値を出力色空間の
出力色値に変換するための変換を記憶する記憶手段にお
いて、前記変換は、無彩色の変換戦略を与える変換要素
と、彩度の高い色の変換戦略を与える変換要素と、その
他の色の変換戦略を与える変換要素とから成ることを特
徴とする記憶手段。
【請求項２１】前記変換戦略の少なくとも１つが測色
的モデルである変換を含む、請求項２０記載の記憶手
段。
【請求項２２】前記変換戦略の少なくとも１つが写真
的プロセスのモデルである変換を含む、請求項２０記載
の記憶手段。
【請求項２３】前記変換戦略の少なくとも１つが色強
化戦略である変換を含む、請求項２０記載の記憶手段。
【請求項２４】前記変換戦略の少なくとも１つが他の
変換との間に連続性を維持する変換を含む、請求項２０
記載の記憶手段。